CN104265596B - 高压气液混合活塞水泵和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够满足大多数地层不同深度钻探的高压气液混合活塞水泵，解决排渣困难，施工时间长的缺陷。包括：电机、传动机构，单向阀，气源，水源和两个以上活塞，其中，电机与传动机构相连接，传动机构与所述两个以上活塞相连接，一个以上的活塞通过单向阀与所述水源相连接，用于输入高压水，另一个以上的活塞通过单向阀与所述气源相连接，用于输入压缩空气，形成高压气水混合物，以此来带动钻孔底部破碎的岩石和泥土排到地表。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其涉及一种高压气液混合活塞水泵和使用方法。
背景技术
目前，在现有工程打钻机械中，钻进排渣是必不可少的一道工序，而传统的排渣方式分为干式排渣和湿式排渣。湿式排渣包括风压排渣和水压排渣。其中，风压排渣适用于浅孔钻探，且要求粒度较小的渣块。水压排渣适用范围大于风压排渣，但是对于深孔钻探，尤其是底层卵石较大时，不能很好的把其排到地面，导致钻进缓慢，磨损钻具，严重时崩碎钻头钻杆，耽误施工周期。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的高压气液混合活塞水泵，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种结构设计合理，能够满足大多数地层不同深度钻探的高压气液混合活塞水泵和使用方法，解决排渣困难，施工时间长的缺陷。
一方面，本发明提供了一种高压气液混合活塞水泵，包括：电机、传动机构，单向阀，气源，水源和两个以上活塞，其中，电机与传动机构相连接，传动机构与所述两个以上活塞相连接，一个以上的活塞通过单向阀与所述水源相连接，用于输入高压水，另一个以上的活塞通过单向阀与所述气源相连接，用于输入压缩空气，形成高压气水混合物，以此来带动钻孔底部破碎的岩石和泥土排到地表。
进一步的，另一个以上的活塞通过单向阀与所述气源相连接，用于输入压缩空气，具体包括：第一活塞中活塞缸中有两个单向阀，通过第一单向阀，第一活塞的活塞缸与气源相连接，通过第二单向阀，第一活塞的活塞缸与气水混合管道相连接。
进一步的，一个以上的活塞通过单向阀与所述水源相连接，用于输入高压水，具体包括：第二活塞的活塞缸中有两个单向阀，其中通过第三单向阀，第二活塞的活塞缸与水源相连接，通过第四单向阀，第二活塞的活塞缸与气水混合管道相连接；第三活塞的活塞缸中有两个单向阀，其中通过第五单向阀，第三活塞的活塞缸与水源相连接，通过第六单向阀，第三活塞活塞缸与气水混合管道相连接。
另一方面，本发明还提供了一种高压气液混合活塞水泵的使用方法，包括：当电机带动传动机构转动到第一预定位置时，第一单向阀的第一钢球、第四单向阀的第四钢球和第六单向阀的第六钢球闭合，第二单向阀的第二钢球、第三单向阀的第三钢球和第五单向阀的第五钢球开通，第二活塞的活塞缸和第三活塞的活塞缸吸入来自水源的水，同时第一活塞缸输出缸筒内原有的压缩空气进入气水混合管道；当传动机构转动一圈后，第二钢球、第三钢球和第五钢球闭合，第一钢球、第四钢球和第六钢球开通，第二活塞的活塞缸和第三活塞的活塞缸输出缸筒内原有的高压水进入气水混合管道，同时第一活塞的活塞缸吸入来自气源的压缩空气进入缸筒内，在气水混合管道内形成同等高压气水混合物。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
在高压水排渣的基础上加入了压缩空气，空气压力释放降低混合流体的密度，增加水流动速度，达到高速排渣的效果。这样能大大提高钻进速度，减少钻具的磨损，节约施工成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明高压气液混合活塞水泵的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1所示，一种高压气液混合活塞水泵，包括：电机13、气源14，单向阀和传动机构15。其中，电机13提供动力，是动力源；传动机构15具体可以是一个曲轴，活塞有多个，如图1中的1，2，3。其中，电机13与传动机构15相连接，传动机构15与所述两个以上活塞相连接。具体的：第一活塞1中活塞缸输出的是压缩空气，第二活塞2的活塞缸输出的是高压水，第一活塞1中活塞缸中有两个单向阀4，5，其中通过第一单向阀4，第一活塞1的活塞缸与气源14相连接，通过第二单向阀5，第一活塞1的活塞缸与气水混合管道12相连接。第二活塞2的活塞缸中有两个单向阀6，7，其中通过第三单向阀6，第二活塞2的活塞缸与水源11相连接，通过第四单向阀7，第二活塞2的活塞缸与气水混合管道12相连接。第三活塞3的活塞缸中有两个单向阀8，9，其中通过第五单向阀8，第三活塞3的活塞缸与水源11相连接，通过第六单向阀9，第三活塞3的活塞缸与气水混合管道12相连接。
具体运作过程：当电机带动传动机构(曲轴)转动到图1的位置时，第一单向阀4的第一钢球、第四单向阀7的第四钢球和第六单向阀9的第六钢球闭合，第二单向阀5的第二钢球、第三单向阀6的第三钢球和第五单向阀8的第五钢球开通，第二活塞2的活塞缸和第三活塞3的活塞缸吸入来自水源11的清水，同时第一活塞缸1输出缸筒内原有的压缩空气进入气水混合管道12。相反，当曲轴转动一圈后，第二单向阀5的第二钢球、第三单向阀6的第三钢球和第五单向阀8的第五钢球闭合，第一单向阀4的第一钢球、第四单向阀7的第四钢球和第六单向阀9的第六钢球开通，第二活塞2的活塞缸和第三活塞3的活塞缸输出缸筒内原有的高压水进入气水混合管道12，同时第一活塞1的活塞缸吸入来自气源的压缩空气进入缸筒内。这样完成了一个循环过程，在气水混合管道内形成同等高压气水混合物。
由动力源带动曲轴进而带动活塞进行往复运动。活塞缸筒下方设有单向阀导致活塞内液体或气体单方向输出。根据使用底层和深度的要求选择1个或多个活塞筒输出高压水同时1个或多个活塞筒输出来自气源的压缩空气，同时水输出口与气输出口连通形成气水混合物，通过活塞切换到压力腔并压了钻杆孔，再通过钻杆内部孔把高压的气水混合物输送到钻头部位。由于压缩空气在底部释放带动水和钻渣形成密度小于水的混合流体，使钻渣高速向地表排除，达到彻底排渣效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种高压气液混合活塞水泵，其特征在于，包括：电机、传动机构，单向阀，气源，水源和两个以上活塞，其中，电机与传动机构相连接，传动机构与所述两个以上活塞相连接，一个以上的活塞通过单向阀与所述水源相连接，用于输入高压水，另一个以上的活塞通过单向阀与所述气源相连接，用于输入压缩空气，形成高压气水混合物，以此来带动钻孔底部破碎的岩石和泥土排到地表；
所述另一个以上的活塞通过单向阀与所述气源相连接，用于输入压缩空气，具体包括：第一活塞中活塞缸中有两个单向阀，通过第一单向阀，第一活塞的活塞缸与气源相连接，通过第二单向阀，第一活塞的活塞缸与气水混合管道相连接；
所述一个以上的活塞通过单向阀与所述水源相连接，用于输入高压水，具体包括：第二活塞的活塞缸中有两个单向阀，其中通过第三单向阀，第二活塞的活塞缸与水源相连接，通过第四单向阀，第二活塞的活塞缸与气水混合管道相连接；第三活塞的活塞缸中有两个单向阀，其中通过第五单向阀，第三活塞的活塞缸与水源相连接，通过第六单向阀，第三活塞的活塞缸与气水混合管道相连接。
2.一种高压气液混合活塞水泵的使用方法，其特征在于，包括：当电机带动传动机构转动到第一预定位置时，第一单向阀的第一钢球、第四单向阀的第四钢球和第六单向阀的第六钢球闭合，第二单向阀的第二钢球、第三单向阀的第三钢球和第五单向阀的第五钢球开通，第二活塞的活塞缸和第三活塞的活塞缸吸入来自水源的水，同时第一活塞缸输出缸筒内原有的压缩空气进入气水混合管道；当传动机构转动一圈后，第二钢球、第三钢球和第五钢球闭合，第一钢球、第四钢球和第六钢球开通，第二活塞的活塞缸和第三活塞的活塞缸输出缸筒内原有的高压水进入气水混合管道，同时第一活塞的活塞缸吸入来自气源的压缩空气进入缸筒内，在气水混合管道内形成同等高压气水混合物。
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